应用密码学第二版课后题解答

第一部分：对称加密

对称加密是一种常见的加密方式，其中加密和解密使用相同的密钥。下面是对几个课后题的解答：

• 问：有哪几种流式加密算法？
• 答：流式加密算法有几种不同的变形，其中包括同步流加密算法和异步流加密算法。同步流加密算法涉及到对一个 bit 流进行加密和解密操作，而异步流加密算法则使用密钥序列和明文序列的组合，加密和解密过程受到密钥的影响。
• 问：明文 M = 101100101，使用 Caesar 符号相当于用密钥为 k = 3 加密的结果是什么？
• 答：直接应用 Caesar 符号的加密过程，加入密钥之后，我们得到密文 C = 101100101 + 3 = 101100110。
• 问：已知密钥是 MATH，长度为 4（4 个字母），对明文 MESSAGE 进行加密的结果是什么？
• 答：使用这个密钥进行加密，可以得到密文 EHDFFZ，其中明文中每个字母的 ASCII 码加上对应密钥中每个字母的 ASCII 码，对 26 取模就能得到密文的 ASCII 码。

第二部分：公钥密码学

公钥密码学是一种更为复杂的加密方式，其中加密和解密使用不同的密钥。下面是对几个课后题的解答：

• 问：使用公钥密码体制，给出如下信息：明文为 8 字节，密钥长度为 1024 位，加密过程中使用 RSA 算法。
• 答：对于这种情况，RSA 算法可以使用公钥加密，私钥解密。生成一个 1024 位的密钥，然后将 8 个字节的明文编码为一个整数，再使用公钥加密，得到密文。
• 问：使用公钥密码体制，给出如下信息：使用 ECC 加密，明文长度为 128 位。
• 答：ECC 算法是一种基于椭圆曲线的加密算法。在这种情况下，明文长度为 128 位。对于使用 ECC 算法的情况，需要先生成一对公钥和私钥。然后将 128 位的明文编码为一个整数，使用公钥加密，得到密文。
• 问：介绍一下 DH 密码体制的安全性。
• 答：DH 密码体制是一种基于离散对数问题的加密算法，其安全性基于计算离散对数问题的复杂程度。纯粹的 DH 密码体制从理论上来说，是不够安全的，因为如果具有足够强大的计算能力，可以通过暴力的方式计算出离散对数。但是其他的扩展 DH 密码体制已经被证明足够安全，比如基于素数的互体制，基于超奇异曲线的密码体制，以及基于有限域的密码体制等等。

第三部分：数字签名和认证

数字签名和认证技术可以用于保证数据的完整性和真实性。下面是对几个课后题的解答：

• 问：介绍一下数字签名和数字证书的区别。
• 答：数字签名和数字证书都是用于保证信息完整性和真实性的。数字签名是用来确保文档的完整性，而数字证书则是用来确保文档的真实性。数字签名是在文档的消息摘要之上进行签名的，以形成一个数字签名。而数字证书则是由认证机构颁发的，用于证明文档的真实性。数字证书包含了用黑白体来描述保密关键词，证书颁发者及相关操作与身份信息的数字签名，因此能避免伪造，提高了文档验证的可信性。
• 问：介绍一下 Kerberos 认证系统。
• 答：Kerberos 认证系统是一个用于网络身份验证的协议。它使终端用户能够在一个安全的方式下连接到网络，并进行使用，从而避免不需要的登录过程，提高了身份验证的安全性。Kerberos 认证系统使用加密密钥来确保报文的机密性和完整性，从而使得安全性更高、更加可靠。
• 问：什么是数字证书吊销列表？
• 答：数字证书吊销列表是一种管理数字证书的有效性的方式。当数字证书在失效之前需要立即吊销时，可以使用数字证书吊销列表来执行这个操作。数字证书吊销列表通常包含被吊销的证书的序列号，以及原因代码，以便用户在需要时进行相应的操作。